proe自動門傳動裝置設(shè)計課程設(shè)計說明書

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1、湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院湘潭大學(xué)自動門傳動裝置設(shè)計課程設(shè)計說明書李榮華2015/1/15湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院目錄1．自動門及蝸輪蝸桿傳動簡介12.總體方案確定13.原動機(jī)類型的選擇和參數(shù)的計算23.1已知參數(shù)23.1傳動比的計算：23.2電動機(jī)的選擇23.2運(yùn)動參數(shù)計算34.蝸桿渦輪傳動強(qiáng)度計算34.1選擇蝸桿傳動類型34.2選擇材料34.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計44.4蝸桿渦輪的主要參數(shù)54.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度64.6驗(yàn)算效率74.7輸出軸功率及轉(zhuǎn)矩74.8主要設(shè)計結(jié)論及建模75.蝸輪軸的尺寸設(shè)計與校核86.1初步估算軸的最小直徑（與聯(lián)軸器連接部分的直徑）86.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計

2、96.3軸的校核計算96.減速器的潤滑117.課程設(shè)計體會11參考文獻(xiàn)：12湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院1．自動門及蝸輪蝸桿傳動簡介此次設(shè)計的是一種直線移動的自動門,采用單級蝸輪蝸桿減速器傳動,通過渦輪輸出軸驅(qū)動安裝在門上的摩擦輪轉(zhuǎn)動,帶動門直線運(yùn)動。蝸輪蝸桿減速器是一種動力傳動機(jī)構(gòu)，且可將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。幾乎在各式機(jī)械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機(jī)車，建筑用的重型機(jī)械，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)械及自動化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等。本設(shè)計采用Pro/E及AutoCAD軟件。2.總體方案確定根據(jù)要求設(shè)計單級蝸桿

3、減速器，傳動路線如下圖1所示：電機(jī)——連軸器——蝸輪蝸桿減速器——連軸器——摩擦輪。采用蝸桿下置式結(jié)構(gòu)，嚙合處的冷卻和潤滑均較好。蝸輪在蝸輪軸上分別利用平鍵和套筒作周向和軸向固定，蝸桿及蝸輪軸均采用調(diào)心滾子軸承，可承受較大徑向載荷和少量軸向載荷的復(fù)合作用，為防止軸外伸段箱內(nèi)潤滑油漏失以及外界灰塵，異物侵入箱內(nèi)，在軸承蓋中裝有密封元件。減速器的結(jié)構(gòu)包括電動機(jī)、蝸輪蝸桿傳動裝置、蝸輪軸、箱體、滾動軸承、檢查孔與定位銷等附件、以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。Figure1自動門啟閉傳動機(jī)構(gòu)布置13湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院3.原動機(jī)類型的選擇和參數(shù)的計算3.1已知參數(shù)電動機(jī)功率：電動機(jī)轉(zhuǎn)速：大門單邊長度

4、：啟閉運(yùn)行時間：=3.1傳動比的計算：根據(jù)已知條件，易求得摩檫輪線速度：預(yù)設(shè)摩檫輪半徑為,則渦輪輸出軸的角速度為即渦輪輸出軸角速度為蝸桿的轉(zhuǎn)速（即電動機(jī)的轉(zhuǎn)速），則蝸輪蝸桿的傳動比為圓整后取。3.2電動機(jī)的選擇根據(jù)要求及自動門的工作環(huán)境，選用Y系列封閉式籠型三相異步電動機(jī)Y90S-6，電動機(jī)額定功率為0.75w，轉(zhuǎn)速910r/min，能防止灰塵、鐵屑等進(jìn)入電動機(jī)內(nèi)及防止任何方向的濺水對電動機(jī)的影響。13湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院3.2運(yùn)動參數(shù)計算1）蝸桿軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩蝸桿軸的輸入功率即電動機(jī)的輸出功率；蝸桿軸的轉(zhuǎn)速則蝸桿軸的轉(zhuǎn)矩為2）蝸輪軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩先大概估算蝸

5、輪蝸桿的傳動效率為，則渦輪軸的輸入功率為渦輪軸的轉(zhuǎn)速為渦輪軸的轉(zhuǎn)矩為4.蝸桿渦輪傳動強(qiáng)度計算4.1選擇蝸桿傳動類型本機(jī)構(gòu)載荷較小，速度較低，精度要求不高，且力求加工簡單，經(jīng)濟(jì)性高，故故選用阿基米德圓柱蝸桿閉式傳動。4.2選擇材料1）蝸桿考慮到本蝸桿傳動功率不大，速度較低，故蝸桿選用45鋼，因希望耐磨性好些，所以蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45~55HRC。13湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2）渦輪考慮到本渦輪蝸桿傳動滑動速度不高（），對效率要求較低，渦輪采用灰鑄鐵HT150，為防止變形，進(jìn)行時效處理。4.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計由于蝸輪齒數(shù)較少（Z<90），且為閉式傳動，渦輪蝸桿副多因齒

6、面膠合或點(diǎn)蝕而失效，因此應(yīng)以齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，而按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算公式為1）確定蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)越大，傳動比就越小，但效率越高，根據(jù)本設(shè)計傳動比較小及為提高效率的原因，選定蝸桿頭數(shù)。2）確定載荷系數(shù)由于自動門啟動次數(shù)較多，荷載有小沖擊，故使用系數(shù)??；因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù)；因渦輪圓周速度，取動載系數(shù)。則載荷系數(shù)為3）確定彈性影響系數(shù)鑄鐵渦輪與鋼蝸桿配對時，取4）確定渦輪齒數(shù)渦輪齒數(shù)為5）確定許用接觸應(yīng)力根據(jù)渦輪材料為灰鑄鐵HT150，蝸桿螺旋齒面硬度大于45HRC，估算的蝸輪蝸桿滑動速度為1~2m/s，查表的蝸輪蝸桿的

7、基本許用應(yīng)力為。13湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院6）計算的值因，查表得模數(shù)，蝸桿分度圓直徑，導(dǎo)程角。7）驗(yàn)算滑動速度蝸輪蝸桿相對滑動速度為在先前估算的范圍內(nèi)，所以不需要重算。4.4蝸桿渦輪的主要參數(shù)1）中心距渦輪分度圓直徑為所以渦輪與蝸桿的中心距為2）蝸桿軸向齒距為直徑系數(shù)為齒頂圓直徑為齒根圓直徑為13湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院蝸桿軸向齒厚為3）渦輪渦輪喉圓直徑為渦輪齒頂圓直徑為渦輪齒根圓直徑為渦輪咽喉圓直徑為4.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度渦輪當(dāng)量齒數(shù)為根據(jù)，查手冊圖的齒形系數(shù)。螺旋角系數(shù)為許用彎曲應(yīng)力為查表